四氯化硅副产物利用探讨
一文了解四氯化硅的综合利用
一文了解四氯化硅的综合利用中国粉体网讯多晶硅是高纯度硅，也是重要的光伏和半导体材料。
制造多晶硅会产生四氯化硅和氢气。
四氯化硅是具有强烈窒息性气味的挥发性液体，可作为气相白炭黑、高纯硅及有机硅化物的生产原料，应用领域十分广泛。
近几年我国的多晶硅产量呈现几何级数的发展，采用改良西门子法技术建造大型多晶硅装置受到国内投资者的热捧，但多晶硅副产物——四氯化硅的处置却成为多晶硅产业发展的一道难以迈过的“槛”，让硅行业戴上了高污染的帽子。
据业界生产估计，改进后的西门子工艺每生产10吨到15吨氯化硅生产1吨多晶硅产品。
这意味着每年至少生产90万吨四氯化硅。
如何有效地处理和利用大量的副产品，减少环境污染已成为多晶硅生产企业面临的共同问题。
为了减少对环境污染,降低生产成本,需要对四氯化硅进行合理利用。
制备气相白炭黑四氯化硅制备气相白炭黑工艺流程制造光纤四氯化硅是生产预制棒的主要原料，占预制棒成本的30%。
常用的预制棒制造工艺主要有棒外气相沉积法（OVD）、轴向气相沉积法（VAD）、改进的化学气相沉积法（MCVD）、等离子体激活化学气相沉积法（PCVD）等四种。
光纤用SiCl4的生产工艺流程但是以四氯化硅为原料生产光纤，需要四氯化硅中杂质的质量分数低于10-7，对提纯技术的要求十分苛刻，德国Merck公司给出了一个光纤级四氯化硅的质量标准；即使有了高纯度四氯化硅，用PCVD 方法合成光纤，技术要求也十分严格，不是一般企业所能掌握的。
德国Merck公司光纤用高纯原料的质量标准四氯化硅氢化硅烷化反应制备三氯氢硅四氯化硅氢化为三氯氢硅返回系统循环利用的工艺技术主要高温氢化（直接氢化）、低温氢化（添加硅粉氢化）、氯氢化（添加氯化氢和硅粉）、高压等离子体还原和催化氢化等五种技术。
高温氢化(热氢化)四氯化硅的高温氢化是目前处理多晶硅副产物四氯化硅的一种重要方法。
高温氢化是以四氯化硅和氢气为原料，经1200～1250℃的石墨发热体加热，进行热还原反应生成三氯氢硅。
多晶硅副产物四氯化硅的利用分析
多晶硅副产物四氯化硅的利用分析摘要：近几年来，我国的多晶硅产业开始蓬勃发展，然而在多晶硅生产过程中，其副产物四氯化硅的污染问题却日渐严重。
科学利用四氯化硅，降低环境污染已经发展成为多晶硅生产企业亟待解决的问题。
文章从四个方面对四氯化硅的利用途径进行了探讨。
关键词：多晶硅；副产物；四氯化硅；利用一、生产气相法白炭黑通常情况下，将四氯化硅放入氢氧火焰中，发生水解反应，所的产物即为气相法白炭黑。
该工艺主要步骤为：第一，把四氯化硅放入精馏塔对其进行精馏，然后放在蒸发器皿中，进行加热，把过滤后的干燥空气当作载体，放入合成水解炉，在高温环境下，四氯化硅将会气化；第二，把经过除尘处理的氢气与空气送进合成水解炉。
在约为1800℃的温度下，气化的四氯化硅和空气发生气象水解反应，生成的产物为气相二氧化硅，其与气体发生反应生成气溶胶，旋风分离器把把聚集而成的大颗粒收集起来，然后再放入氯化氢解吸塔，直至气相氢氧化硅的PH值达到4-6时，即完成了成品。
虽然合成气相法白炭黑的原理很简单，但是操作流程却比较复杂，而且在生产过程中，仍有一些技术难题尚未解决。
为了生产高品质的产品，就必须严格控制原料、设备与工序，保证生产过程平稳进行。
然而卡博特等外国大公司已经垄断了国内的气相法白炭黑市场，当前只有氯碱化工股份有限公司、沈阳化工股份有限公司与广州吉必盛科技实业有限公司这三个企业独立拥有生产技术。
因此，我国的研究人员必须要认真摸索，不断对气相法白炭黑生产技术进行改进，在开发应用过程中，高度重视知识产权，力争达到国际生产水平。
二、生产三氯氢硅（一）热氢化技术在1250℃的高温下，四氯化硅和氢气发生反应生成氯化氢与三氯化硅，上述反应即为热氢化技术的原理。
在具体操作中，把石墨棒作为加热材料，通过电加热把反应器内的温度控制在1250℃，压力控制在0.6MPa左右。
四氯化硅与氢气的流量比为1：（3-4），充分混合后，把温度升至200-300℃，将其送入反应器中，发生化学反应。
多晶硅副产物四氯化硅的综合利用技术
1.引言
随着传统工业的不断完善和改进，在原材料的选择方面也有着一定的改变，这是由于传统的非再生能源石油、天然气以及煤气等资源的大量使用，在燃烧之后所排出的气体会产生温室效应，对环境所产生的破坏性作用将会不断显现出来，再加上目前阶段我国正处于高速发展的阶段，对资源的开采力度非常大，造成资源的匮乏，已经成为了目前阶段全球重点关注的问题。因此面对当前的经济发展状况，可再生资源就在这样的背景下被人们所熟知，这其中风能和和太阳能的使用变得更加成熟，但是由于在新中国成立之后对资源的大量开采使得地理环境遭到了严重的破坏，使得可再生资源的开采受到一定的限制，多晶硅的光伏太阳能技术就受到了我国以及世界的高度重视和大力推广。然而在国内的多晶硅产业主要是起步于上个世纪的六七十年代，主要是为军工行业进行服务，但是一个企业的年生产量也不会超过五十多吨，直到至今为止我国已经开始重视一些高纯度的多晶硅材料的大规模生产线的集体建设，但是随着国内多晶硅材料产业的快速发展以及相关优惠政策的颁布，使得多晶硅产品的需求量呈直线上升的趋势，由此可知多晶硅材料的生产制造和发展已经成为了现阶段的重要时期。
作者简介：袁坤（1988-03-11），男，汉族，籍贯：四川省南充市，学历：本科，研究方向：化工工艺
4.结束语
总而言之，我国在多晶硅副产物四氯化硅的研究过程中往往存在着较多的问题，但是如果想要解决多晶硅生产过程中面临的障碍则需要从以下几个方面去考虑，由于技术封锁以及技术处于瓶颈阶段，对于大多数新进入的多晶硅行业的企业实力是相对比较弱的，也没有一定的研发能力。因此这就需要相关的技术人员在掌握现有的技术基础上，进一步的加强先进技术的引进工作，这样以来就能够迅速的实现四氯化硅氢化还原技术大规模商业化的应用，加强多晶硅行业的节能减排工作，最终也能够解决多晶硅副产物出路的根本性途径。
四氯化硅副产物的综合利用方案(二)
四氯化硅副产物的综合利用方案一、实施背景随着科技的不断进步和产业的持续发展，产业结构改革已成为推动经济发展的重要手段。
在产业结构改革的过程中，资源的综合利用和环境保护成为关注的焦点。
四氯化硅作为一种重要的化工原料，广泛应用于半导体、光伏、光纤等领域。
然而，在生产过程中会产生大量的四氯化硅副产物，这些副产物既是一种宝贵的资源，也是一种潜在的环境污染源。
因此，从产业结构改革的角度出发，制定一套有效的四氯化硅副产物综合利用方案，对于提高资源利用率、降低环境污染、促进产业可持续发展具有重要意义。
二、工作原理本方案主要基于四氯化硅副产物的性质和应用领域，通过化学反应、分离提纯、材料制备等手段，实现副产物的高效利用。
具体工作原理如下：1. 化学反应：利用四氯化硅副产物中的氯元素和硅元素，通过化学反应合成其他有用的化合物，如有机硅化合物、氯化物等。
2. 分离提纯：通过蒸馏、精馏、吸附等方法，将四氯化硅副产物中的杂质和无用组分分离出去，得到高纯度的四氯化硅或其他有价值的化合物。
3. 材料制备：将四氯化硅副产物作为原料，通过化学反应或物理方法制备成新材料，如硅橡胶、硅胶、硅树脂等。
三、实施计划步骤本方案的实施计划步骤如下：1. 收集和处理四氯化硅副产物：从生产企业中收集四氯化硅副产物，并进行初步处理和分类，去除其中的杂质和无用组分。
2. 化学反应合成有机硅化合物：将收集到的四氯化硅副产物进行化学反应，合成有机硅化合物。
具体反应条件和产物种类可根据实际需求进行调整。
反应完成后，通过分离提纯方法得到高纯度的有机硅化合物。
3. 分离提纯得到高纯度四氯化硅：对于不能直接利用的四氯化硅副产物，可以采用分离提纯的方法，得到高纯度的四氯化硅。
具体提纯方法可根据实际情况选择，如蒸馏、精馏、吸附等。
提纯后得到的四氯化硅可以用于半导体、光伏、光纤等领域。
4. 材料制备：将收集到的四氯化硅副产物作为原料，通过化学反应或物理方法制备成新材料。
四氯化硅副产物的综合利用方案(一)
四氯化硅副产物的综合利用方案一、实施背景随着科技的进步和产业的发展，我国产业结构正在发生深刻的变化。
传统的高能耗、高污染产业正在逐步被淘汰，新兴产业和高技术产业正在快速发展。
在这个过程中，四氯化硅副产物的综合利用问题引起了广泛的关注。
四氯化硅是一种重要的化工原料，主要用于生产硅橡胶、硅树脂、硅油等有机硅产品。
在生产过程中，会产生大量的四氯化硅副产物。
这些副产物如果不能得到有效利用，将会对环境造成严重的污染。
因此，研究四氯化硅副产物的综合利用方案，具有重要的现实意义。
二、工作原理四氯化硅副产物的主要成分是四氯化硅，其化学式为SiCl4。
四氯化硅是一种无色液体，具有刺激性气味，易挥发，有毒。
在常温常压下，四氯化硅的密度为1.48g/cm³，沸点为57.6℃，熔点为-70℃。
四氯化硅不溶于水，但可溶于醇、醚等有机溶剂。
四氯化硅副产物的利用主要是通过化学反应将其转化为其他有用的化合物。
其中最常见的反应是与水反应生成硅酸和氯化氢：SiCl4 + 2H2O → SiO2 + 4HCl此外，四氯化硅还可以与氢氧化钠等碱性物质反应生成硅酸钠和氯化钠：SiCl4 + 4NaOH → Na2SiO3 + 4NaC这些反应产物可以进一步加工利用，如硅酸可以用于生产硅胶、硅溶胶等产品，硅酸钠可以用于生产洗涤剂、造纸助剂等。
三、实施计划步骤1. 对四氯化硅副产物进行收集和处理。
在生产过程中产生的四氯化硅副产物应通过管道或容器收集起来，并进行初步的处理，如去除杂质、调节酸度等。
2. 将处理过的四氯化硅副产物送入化学反应器中进行反应。
根据所需的产物不同，可以选择不同的反应条件和催化剂。
例如，如果要生产硅酸，可以将四氯化硅与水在常温下反应；如果要生产硅酸钠，则可以将四氯化硅与氢氧化钠在加热条件下反应。
3. 对反应产物进行分离和提纯。
反应后得到的混合物中通常含有多种化合物，需要通过分离和提纯技术获得所需的纯净产物。
例如，可以通过蒸馏法分离出氯化氢和有机溶剂，通过过滤法分离出固体产物等。
四氯化硅的利用
四氯化硅的利用随着30年光通信产业的迅速发展，我国光纤预制棒产业取得了较大发展，但是，在生产效率、原创技术、制造成本等方面与国际领先水平还有很大差距。
为此，我们约请业内专家及企业代表从行业的角度审视国内光纤预制棒产业发展现状，存在的瓶颈，并给出企业突破瓶颈的办法，以期推动整个行业的发展。
如果不考虑人民币升值因素，光纤预制棒未来价格走势取决于国内厂商是否能成功掌握低成本的预制棒生产技术，这一点也给我们指出了光纤预制棒产业的突破方向。
原材料本地化是降低生产成本主要因素目前，几乎所有用外部气相沉积工艺(OVD)、气相轴向沉积工艺(VAD)制造光纤芯棒的生产厂家都用了SOOT（套管）外包层技术(如江苏法尔胜、杭州富通)。
由于SOOT外包层技术和设备已经有商品，许多用化学气相沉积工艺（MCVD）制造芯棒的厂家也纷纷用SOOT 代替了套管。
长飞用微波等离子体化学气相沉积工艺(PCVD)/大套管真空拉丝(RodInCylinder，RIC)，套筒(Cylinder)也是SOOT外包层技术生产的。
即气态卤化物(SiCl4等)通过氢氧焰或甲烷焰进行反应，生成大量的“粉末”，随着棒体沿着燃烧器的来回运动，而逐渐一层一层沉积在芯棒的外表面。
SiCl4是外包层技术生产中的主要原材料，占制造光纤预制棒成本的30%左右，其次是H2(氢气)，O2(氧气)和可以循环使用的HCl(氯化氢气)，Cl2(氯气)反应链。
光纤用高纯四氯化硅特性(SiCl4)在常温、常压下呈无色透明液体，具有极佳的流动性。
目前，通常使用改良的西门子法技术生产，将三氯氢硅(SiHCl3)生产为多晶硅，生产中产生的副产物SiCl4经过二级精馏和全循环“充装管阀系统”提纯为光纤用的高纯SiCl4。
随着太阳能光伏产业和集成电路的迅猛发展，多晶硅在我国发展很快，截至2021年3月全国共有16个省市自治区投资33个多晶硅建设项目，按这些项目计划产能统计，如果全部建成投产后，其产量为14.6万吨，笔者认为其中只有极少数项目已经投产，如果我们取其10%计算的话，几年后，实现1.5万吨多晶硅产量是可行的。
刍议四氯化硅的多晶硅副产物的有效利用
的主要 原料 就是 高纯 四氯化 硅 ， 在光 线的 总成 分中 ， 高纯 四氯
化硅 的 总 质量 约为５ ８ ％ ～９ ５ ％。 通过 对 粗 四氯 化硅 的提 纯 ， 可 以获 得高纯 四 氯化硅 ， 作为光 纤原料 。 在 对粗 四氯 化硅 进行 处 理时， 制备 方法多种 多样 ， 在高温下 ， 对粗 四氯化硅 的氯化制取
方法 ， 此 方 法 的应 用 ， １ 吨 多晶硅 ， 将会 有 ｌ ０～１ ５吨副 产 物 四
兴 产业 的 不断发 展。 目前 ， 改 良西 门子法 是生 产 多晶硅 的主要 纯 石墨 ， 造成 的损耗 比较 大 ， 致 使工艺成 本较高 。 在高温 的作 用 氯化 硅生 成 ， 可想而知 ， 如果 将其直接 排在空 气内 ， 造成的环境 污 染将 是十 分严 重的 。 随 着资 源节 约型社 会理 念的 不断深 入 ，
Ｃ ｆ ， （ ０
） ２ ＋ Ｈｓ Ｏ Ｈ＿ ÷Ｓ ｉ Ｃ Ｉ （ ＯＣ ｚ Ｈ ） ＋ＨＣＩ
去， 比如 三氯化硼 等。 经过两种方 法的交替 进行 ， 最终 实现 高纯
四氯化 硅的提取 。
Ｓ ｉ Ｃ ｏｃ ２ Ｈ ） ４ ＋ＨＣｌ
化、 催化 氢化等 。
ｌ光纤 原料 高纯 四氯 化硅 的制 备
随 着信 息技 术 的不断 发展 ， 在信 息 的承载过 程 中 ， 光 纤起
着极其 关键 的媒 介作用 ， 市场需 求量 也越 来越 多。 而制备 光纤
３ 硅酸 酯类 的制 备
可 以对 四氯化 硅进 行 一 系列 反应 ， 比如 杂缩 、 水解 、 醇解
是最常用 的方法 ， 反应方程 式如下所示 ：
＋２ Ｃｌ ＝ Ｓ ｉ Ｃｌ ￣
等， 进而 获取有机 硅产 品 ， 在此 过程 中 ， 可 以对 氯化氢进 行 回收
简谈多晶硅副产物四氯化硅的利用途径_唐玉泉
简谈多晶硅副产物四氯化硅的利用途径唐玉泉1,李光茜1,董 涛2(1.昆明冶研新材料股份有限公司,云南昆明 650031;2.光明化工研究设计院,辽宁大连 116031)摘要:随着国内多晶硅产业的蓬勃发展,多晶硅主要副产物四氯化硅的环境污染问题日益突出。
有效利用四氯化硅、减少环境污染是当前必须要解决的首要问题。
探讨了目前多晶硅生产中副产物四氯化硅的利用途径。
关键词:多晶硅;副产物;四氯化硅;利用途径中图分类号:TQ127 2文献标志码:A文章编号:1007-7804(2010)04-0010-04 do:i10 3969/j i ssn 1007-7804 2010 04 004E le m entary Introduction U tilization W ays of SiliconT etrachl oride,the Byproduct of Pol ysiliconTANG Yuquan1,L I Guangq ian1,DONG Tao2(1.Kun m i ng Y eyan N ew M ater i a l Co.,L td.,Kun m i ng650031,Ch i na;2.Guangm i ng R esearch and D esign Institute of Chem ical Industry,Da li an116031,Ch i na)Abstrac t:W ith the rap i d deve l op m en t of dom estic po lysili con i ndustry,proble m s ex isting i n sa fety and env i ron m enta l po-l l u tion,caused by sili con tetrach l or i de,m a i n byproducts produced during the polysilicon produc ti on,are i ncreas i ng ly prom-i nent.E ffec tive use of sili con tetrachlor i de and reduc i ng env iron m en tal po ll uti on is currentl y the m ost i m portant issue m ust be addressed.T his paper discusses utilization w ays of sili con tetrach l o ride i n current po lysilicon producti on.K ey word s:po lysilicon;byproduct;sili con tetrach l o ride;u tilization w ay s多晶硅是半导体工业、电子信息产业、太阳能光伏电池产业最基础的功能性材料。
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三、经济性列举分析
四氯化硅成本：>5元/kg(合成或还原） 四氯化硅成本：>5元/kg(合成或还原） 合成或还原 1）汽相白炭黑：
成本：>15元/kg&市场价格：18-40元/kg,增值倍数:2 成本：>15元/kg&市场价格：18-40元/kg,增值倍数:2 市场价格 增值倍数
二、四氯化硅利用的几种主要途径
1. 物料闭路循环
热氢化” 1）“热氢化”
投资高： 碳复合材料 碳复合材料， 投资高：碳-碳复合材料，尾气回收系统 运行费用高： 运行费用高：电单耗和碳碳复合材料消耗费用 成本相对高：相对于“冷氢化” 成本相对高：相对于“冷氢化” 纯度相对纯:相对于“冷氢化” 纯度相对纯:相对于“冷氢化” 连续稳定运行时间长：相对于“冷氢化” 连续稳定运行时间长：相对于“冷氢化”
四、结论和建议
3）硅树脂等领域： 硅树脂等领域：
市场容量与国民经济相关 多元化品种的先进技术处于中试阶段
四、结论和建议
4）多晶硅其它生长方法 锌还原法、等离子还原法、 锌还原法、等离子还原法、混合还原法分别受规 模化应用中的经济性、纯度、 模化应用中的经济性、纯度、物料闭环回收等因素值 得我们进一步关注、 得我们进一步关注、期待和验证
三、经济性列举分析
小结： 小结：
光纤四氯化硅增值效益最高 多晶硅闭环次之
四、结论和建议 1、各应用途径现状和发展个人看法
1）汽相白炭黑： 汽相白炭黑：
国氯化硅
2009年中国光纤用量8800万纤芯公里，预制棒70%进 2009年中国光纤用量8800万纤芯公里，预制棒70%进 年中国光纤用量8800万纤芯公里 70% 若全部自制最多需四氯化硅约4000 4000吨 口，若全部自制最多需四氯化硅约4000吨，无法消化 一个千吨级多晶硅公司的四氯化硅！ 一个千吨级多晶硅公司的四氯化硅！
二、四氯化硅利用的几种主要途径
2）“冷氢化” 冷氢化” 规模化运用日趋成熟 投资少 运行费用低 运行单位成本低 连续下料环节进一步优化 逐步替代“热氢化” 逐步替代“热氢化”成为主要应用方向
二、四氯化硅利用的几种主要途径
2、硅化工产品
气相白炭黑 硅橡胶硅树脂等 高纯光纤四氯化硅
3、其他多晶硅制备技术应用
四氯化硅副产物利用方式及模式探讨
易 正 义
四川永祥多晶硅有限公司
2010年 2010年4月
目
一．前言
录
二．四氯化硅利用的几种主要途径及现状 三．经济性分析列举 四．建议和结论
一、前言
1. 多晶硅规模发展及成本走势分析
一、前言
2. 四氯化硅产生量与多晶硅成本和环保关联关系 中国多晶硅规模：2012年将达15-20万吨 中国多晶硅规模：2012年将达15-20万吨 年将达15 四氯化硅量：200-300万吨 四氯化硅量：200-300万吨 多晶硅企业成本控制：30-35美元 多晶硅企业成本控制：30-35美元 稳定安全连续运行 企业竞争力和发展 行业持续健康发展
2)光纤四氯化硅：
成本： 10元/kg&市场价格 100-150元/kg,增值倍数 市场价格： 增值倍数： 成本：约10元/kg&市场价格：100-150元/kg,增值倍数：10 3)多晶硅闭环利用 多晶硅闭环利用： 3)多晶硅闭环利用： 成本：48-64元 多晶硅成本250 250元 /kg&市场价格400元 市场价格400 成本：48-64元（多晶硅成本250元）/kg&市场价格400元 /kg-si,增值倍数 增值倍数150/48=3 /kg-si,增值倍数150/48=3 硅树脂：增值倍数： 4）硅树脂：增值倍数：1.5
四、结论和建议
携手发展，共同拥有光明的未来! 携手发展，共同拥有光明的未来! 谢谢大家！ 谢谢大家！ Thank you!
四、结论和建议 2、结论和建议
光伏产业发展的速度和规模决定四氯化硅的应用在相当长一段 时间内必须走“闭路循环”的道路！ 时间内必须走“闭路循环”的道路！ 其它产业的发展也必须走与多晶硅企业联合发展的模式， 其它产业的发展也必须走与多晶硅企业联合发展的模式，否则 将会出现“无米下锅” 将会出现“无米下锅”的状态